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技術文章
Technical articles
更新時間：2016-07-27
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PID氣體探測器是一種能夠檢測極低濃度揮發性有機化合物和其它有毒氣體的儀器。尤其是對VOC的靈敏檢測使其在應急事故檢測中具有*的作用，VOC是許多氣體事故中的有害物質，對它的有效監測對于防災減災具有重要作用。
儀器簡介
Photo Ionization Detectors，簡稱PID，可以檢測極低濃度(0-1000 ppm) 的揮發性有機化合物（VOC，Volatile Organic Compounds）和其它有毒氣體。很多發生事故的有害物質都是VOC，因而對VOC檢測具有靈敏度的PID就在應急事故檢測中有著無法替代的用途： 盡管已有一些公司號稱它們可以進行有機化合物的檢測，但RAE公司近期在PID技術上的突破性發展：包括使儀器更加堅固、更加可靠和更加經濟實用使其成為檢測有機化合物的普遍工具。也正是這些發展，PID必將成為應急事故監測的儀器。
光離子化檢測器可以測量0.1到2000 ppm的VOC和其它有毒氣體。PID是一個高度靈敏的寬范圍檢測器，可以看成一個“低濃度LEL檢測器”。如果將有毒氣體和蒸氣看成是一條大江的話，即使你游入大江，LEL檢測器可能還沒有反應，而PID則在你剛剛濕腳的時候就告知你。
VOC簡介
從某種意義上講，VOC是保證工業的發展的化學物質，包括： 有機化學物質(主要的應急事故) 、燃料、油料潤滑、油脂、脫脂劑 溶劑、涂料、塑料和樹脂 。
工作原理
紫外燈
PID使用了一個紫外燈（UV）光源將有機物打成可被檢測器檢測到的正負離子（離子化）。檢測器測量離子化了的氣體的電荷并將其轉化為電流信號，電流被放大并顯示出“PPM”濃度值。在被檢測后，離子重新復合成為原來的氣體和蒸氣。PID是一種非破壞性檢測器，它不會“燃燒”或*性改變待測氣體，這樣一來，經過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。
離子化電位
所有的元素和化合物都可以被離子化，但在所需能量上有所不同，而這種可以替代元素中的一個電子，即將化合物離子化的能量被稱之為“電離電位”（IP），它以電子伏特（eV）為計量單位。由UV燈發出的能量也以eV為單位。如果待測氣體的IP低于燈的輸出能量，那么，這種氣體就可以被離子化。
檢測范圍
大量的可以被PID檢測的是含碳的有機化合物。包括：
芳香類：含有苯環的系列化合物，比如：苯，甲苯，萘等等。
酮類和醛類：含有C=O鍵的化合物。比如：丙酮，等等
氨和胺類：含N的碳氫化合物。比如二甲基胺等等。
鹵代烴類：硫代烴類：
不飽和烴類：烯烴等等
醇類
不含碳的無機氣體：氨、砷、硒等，溴和碘類等等。
檢測盲區
PID不能檢測出的氣體有：放射性，空氣(N2, O2, CO2, H2O)，常見毒氣(CO, HCN, SO2)，天然氣(甲烷、乙烷、丙烷等)，酸性氣體(HCl, HF, HNO3)，氟力昂氣體，臭氧，非揮發性氣體等等。
使用說明
校正系數
校正系數（CF，也稱之為響應系數）是使用PID時特別要注意的一個參數。它們代表了用PID測量特定氣體的靈敏度。它用在當以一種氣體校正PID后，通過CF直接得到另一種氣體的濃度，從而減少了準備很多種標氣的麻煩。
CF代表了測量的靈敏度
CF值越低，該種氣體或蒸氣的靈敏度就越高。苯的CF值是0.53，它的檢測靈敏度大概是CF為9.9的乙烯的18倍。通常情況下，PID可以很好地測定CF為10以下的各種物質。RAE公司可以向用戶提供各種物質的CF表格，同時還在儀器的微處理器中存儲了一些常見物質的CF值。
在測量純氣體時，可以用CF調整儀器的靈敏度。
校正系數通過與校正氣體比較直接得到待測氣體的濃度。例如：苯的靈敏度大約是常用校正氣體（CF=1.00）的兩倍，這樣一來，當我們用異丁烯校準過的儀器測量2PPM的苯時，我們可以有下面的建議：用讀數直接乘以0.53，我們就會得到實際苯的濃度2 ppm 。另外，我們還可以將儀器的校正系數直接設定為0.53，從而直接得到苯的濃度。
PID的微處理器可以自動存儲并使用很多氣體的CF。 這樣，我們就可以預置這些參數，使儀器自動讀出待測氣體的濃度。
校正系數隨不同的儀器和制造商可能會有些不同，所以建議用戶使用制造商提供的校正參數。所以選擇一個可以提供比較多CF的制造商也是應當考慮的。
選擇性和靈敏度
PID是一種可以在PPM水平非常和靈敏的檢測器。然而，PID不是一種具有選擇性的檢測儀器。它區分不同化合物的能力比較差。為形象化地說明這個問題，我們用一把尺子來舉例。用于測量一張紙的寬度的尺子可以說是一個靈敏和的工具，但它卻無法區分灰色和白色紙之間的區別。因此，如果你要想知道灰色紙的寬度，首先要選擇合適的紙張。我們用我們自己的頭腦來選擇灰色的紙，同樣，如果你要測量黃色紙的寬度，首先你要用你的頭腦來選擇一個黃色紙。
PID就同這個尺子類似，它可以告訴你有多少氣體和蒸氣存在，但我們要用我們的頭腦去判斷什么氣體和蒸氣存在。當我們接近一個未知的化學泄漏地點時，此時的PID還是用異丁烯標定的。一旦我們通過標記、貨物清單、運單或其它方式知道了化學物質的種類，就可以調整PID的靈敏度直接讀出待測物質的濃度。例如，如果我們正用乙丁烯校正的儀器測量1PPM的苯，儀器顯示是2PPM，因為后者的靈敏度是前者的兩倍。一旦我們確認了化學物質是苯，就可以將PID的靈敏度調整到苯的校正系數，此時，儀器就可以準確地測量1PPM的苯了。
如何知道PID能否測量某種氣體
首先，看氣體的IP是否比PID燈的輸出能量低：如果回答是，進行下面的第二步，如果回答不，則PID無法檢測到它。如果不知道，詢問制造商。
看是否CF值小于10，如果是，則PID是一個佳的測量手段。如果不是，則PID可能不能準確的測定該種氣體，但PID仍然可以作為一個比較好的估計和檢測的工具。如果不知道，詢問制造商。
PID的燈能量，9.8 &和10.6 eV，以及11.7 eV。
使用評價
PID是可以用于應急事故中的靈敏的、可以測定各類化學品的出色手段。正如，放大鏡的發現使人們更清晰地辨認指紋，PID可以讓救援人員可以立即檢出危險物質的存在并可進一步地對其定量測量。放大鏡是無法自己認定指紋的，但出色的檢驗人員就可以利用放大鏡頭更快更準地進行判斷。對于有毒氣體也是一樣，PID無法判定有毒氣體和蒸氣，但有經驗的救援人員卻可以利用PID更快地進行判斷并且可以進行準確的測定。由于人們越來越關注低濃度的化學品泄漏問題，PID準確的現場測量為救援人員提供了一個的幫助。PID可以幫助他們在處理大多數的應急事故時進行確認和檢測。
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